Наявність глюко-осмосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса доводить належність цих елементів до механізмів енергозабезпечення, які пов’язані з механізмами регуляції водно-електролітного обміну. Практично всі ці нейрони локалізовані в передньому гіпоталамусі, і найбільш суттєва перебудова ФІА спостерігається у відповідь на гіпоосмію плазми. Таке поєднання конвергентних властивостей дає підставу пояснити причетність цих нейронів до системи осморегуляції, як компонента питної поведінки під час прийому їжі.
Ряд дослідників (Matsumura K. та ін., 1985; Koga H. та ін., 1987, Osaka T. та ін., 1995; YamamotoH. та ін., 2002; Whyte D.G., Johnson A.K., 2005) відзначали наявність у термосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса реакцій на коливання артеріального тиску. Наші дані підтверджують, що нейрони переднього гіпоталамуса, які залучені до регуляції кардіоваскулярного гомеостазу, реагують і на температурні стимули. Різні варіанти тривалості реакції, їх спрямованостей показують неоднозначну картину взаємодії двох цих регуляторних систем. Всі реакції пресо-термосенситивних нейронів складалися тільки в зміні частоти ФІА. Можливо, механізми регуляції, які відображаються перетворенням часової структури ФІА нейрона, у цьому випадку не активуються. Дослідники намагаються пояснити модуляцію кардіоваскулярних реакції при зміні температури як реакцію нейронів RPO і переднього гіпоталамуса на підвищення концентрації біологічно активних речовин (нейропептиду GLP-1; білка теплового шоку с-Fos; бомбезину; нейропептиду Y та ін.), а також впливом симпатичної нервової системи (Myers R.D. та ін., 1996; Li X.L. та ін., 2002; НikijiK. та ін., 2004; Kelley A.E. та ін., 2005). У будь-якому випадку, описані кардіорефлекси (зокрема зміна артеріального тиску), при тепловому ударі; вегетативні температурні прояви при адреналіновому стресі; гіпотермія й відчуття холоду при падінні артеріального тиску, як результат гострої крововтрати, показують взаємодію пресо- і терморегуляції на рівні нейронів переднього гіпоталамуса.
Подальший аналіз конвергентних властивостей нейронів RPO і переднього гіпоталамуса показав, що практично чверть досліджених нейронів відкликаються на надання трьох різномодальних вісцеральних стимулів. При цьому, у половини всіх трисенсорних нейронів зареєстровані реакціі на зміну температури, підвищення рівня глюкози й осмотичні коливання. Локалізувалися ці нейрони в основному в RPO (з максимальною концентрацією в LPO), а всі нейрони, зареєстровані в передньому гіпоталамусі, локалізувалися в HL.
Ми вважаємо, що провідна роль цих трисенсорних нейронів полягає в забезпеченні метаболічного балансу за рахунок термогенезу і обмінних процесів, що відображаються на водно-сольовій рівновазі, оскільки, для 2/3 цих нейронів серед всіх термостимуляцій найбільш ефективним було охолодження: як локальне, так і генералізоване, і така ж кількість нейронів реагувала на гіпер- і гіпоосмію. Цікавим фактом є та обставина, що реакції цих нейронів на вказані стимули полягали тільки в зміні частоти імпульсації й у жодного нейрона не спостерігалося перетворення часової структури ФІА. Можна припустити, що однією з форм управління в поєднаній системі термо-глюко-осморегуляціїможе бути висока частотна залежність (як позитивна, так і негативна) інтенсивності постсинаптичних ефектів. У будь-якому випадку, така конвергенція сигналів на нейронах RPO і переднього гіпоталамуса розкриває об’єднаний механізм управління трьох найважливіших гомеостатичних констант: рівня глюкози, температури і осмотичного тиску для забезпечення і підтримки енергетичного статусу організму, що є однією з найважливіших позицій із погляду життєзабезпечення. Наприклад, в стані хронічного стресу, викликаного стомленням і неспанням, пригнічуються процеси метаболічного обміну, що приводить до зниження температури тіла і переохолодження. При цьому через недолік глюкози підвищується апетит, підвищується рівень кортизолу в плазмі, що викликає зміну білкового складу плазми, водночас в мозку знижується рівень лептину – регулятора апетиту, і все це викликає потребу в їжі.
Такий стан організму, обґрунтований взаємодією регуляторних систем формує харчову мотиваційну поведінку і, як правило, веде до вживання їжі, що компенсує метаболічні зміни. Проте вживання їжі (навіть такий фізіологічний акт), вимагає до взаємодії термо-, глюко- і осмосенситивних нейронів, які залученні до компенсації усіх цих констант, або ж активації трисенсорних термо-глюко-осмосенситивних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса, що є більш природним при необхідній одночасній регуляції вказаних вісцеральних функцій.
Абсолютно унікальні властивості, з нашої точки зору, мають 13% зареєстрованих нейронів, у яких виявлена реакції на всі чотири різномодальні види вісцеральних стимулів. У RPO полісенсорних елементів було зареєстровано удвічі більше, ніж у зонах переднього гіпоталамуса. Третина полісенсорних нейронів була виявлена в зоні, прилеглій до SO, що підкреслює в їх функціональній діяльності провідну роль осмотичного статусу. Тим більш, всі нейрони реагували на коливання осмотичного гомеостазу, а половина нейронів реагувала водночас і на гіпер-, і на гіпоосмію плазми. Серед усіх температурних стимулів найбільш ефективне перетворення ФІА цих нейронів викликало локальне охолодження. Реакції на різні види температурних і осмотичних стимулів, в межах своєї модальності у нейронів RPO і переднього гіпоталамуса в більшості випадків розрізнялися за спрямованістю або типом перебудови ФІА і мали взаємодоповнюючий характер.
Взаємозв'язок водно-сольового балансу і кардіоваскулярного контролю, який забезпечують структури RPO, зокрема SO, у підтримці об’єму циркулюючої крові цілком зрозумілий. Причетність цих же елементів до регуляції метаболічного статусу і процесів термогенезу свідчить про те, що в RPO і передньому гіпоталамусі існують нейрони, які одночасно здатні оцінювати стан енергетичного потенціалу в сукупності з життєво важливим показником гемодинаміки – об’ємом циркулюючої крові. І провідну роль в цьому забезпеченні мають нейрони RPO.
Таким чином, виявлено, що основні популяції цих полісенсорних нейронів складають: термо-глюкосенситивні, термо-пресосенситивні, глюко-пресосенситивні; термо-глюко-осмосенситивні, термо-глюко-осмо-пресосенситивні елементи, діяльність яких формує взаємодію центральних механізмів регуляції констант гомеостазу.
Проведене дослідження розкриває сутність та біологічне значення функціонального зв’язку різних механізмів регуляції вегетативних функцій на рівні RPO і переднього гіпоталамуса для підтримки гомеостазу.
Невеличка кількість (менш 20%!) моносенсорних нейронів в RPO і передньому гіпоталамусі демонструє практичну відсутність у цих областях мозку (особливо в RPO) специфічних нейронів, які забезпечують окрему регуляцію однієї вісцеральної системи.
Таким чином, треба ще раз підкреслити, що переважна більшість в RPO і передньому гіпоталамусі полісенсорних нейронів обумовлена тим, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, тому коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів, і саме цей факт переконливо доводить, що механізми підтримки різних констант гомеостазу включаються водночас й виконуються поєднано.
Проведене дослідження конвергентних властивостей нейронів і виявлення комбінацій стимулів, до яких однаково були чутливі досліджуванні нейрони, доказує наявність в RPO і передньому гіпоталамусі полісенсорних (поліспецифічних) елементів. Але виявлення поліспецифічності нейронів RPO і переднього гіпоталамуса взагалі надає зовсім новий погляд на поняття „специфічності”, як властивості регуляторних нейронів. Ми вважаємо, що саме ці функціональні особливості нейронів RPO і переднього гіпоталамусу та їх діяльність під час зрушення будь-якої константи гомеостазу і визначають механізм центральної регуляції гомеостазу, який забезпечує підтримку констант гомеостазу і динамічний фізіологічний баланс при змінах навколишнього середовища.
Встановлений механізм регуляції гомеостазу, заснований на взаємодії різних регуляторних систем, завдяки діяльності поліспецифічних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса надає підставу у клініці розробляти більш ефективні шляхи лікування, які повинні бути спрямовані не тільки на встановлення зрушеної константи (або констант) однієї вісцеральної системи, а також здійснювати паралельний вплив на інші вегетативні функції й вісцеральні системи організму.
ВИСНОВКИ
1. У дисертаційній роботі розв’язана важлива наукова проблема – розкрито сутність та біологічне значення функціональної взаємодії механізмів регуляції різних вегетативних функцій на рівні RPO і переднього гіпоталамуса, яка обумовлена тим, що в організмі не відбувається ізольовано зміни тільки одного гомеостатичного показника, й коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів; що треба враховувати у клініці при розробці шляхів лікування багатьох захворювань, які супроводжуються порушенням гомеостатичних показників.
2. Виділено три типи ФІА нейронів RPO і переднього гіпоталамуса залежно від особливостей їх часової структури, які значно відрізнялися один від одного. Перший тип ФІА характеризувався безперервною і відносно рівномірною імпульсацією, зі схожими за тривалістю міжімпульсними інтервалами (МІІ). Другий тип ФІА нейронів відрізнявся неритмічністю імпульсації з великими і маленькими МІІ. Третій типом ФІА характеризувався нерівномірністю генерації імпульсів, які спорадично виникали частіше або рідше. Кількість фоновоактивних нейронів знаходилася у прямої кореляції з розміром кожної області: в латеральній преоптичній області – було зареєстроване 12,8% всіх нейронів, в медіальній – 13,8%, в області BNST – 8,5%, в області супраоптичного ядра – 6,4%, в перівентрикулярній області – 9,5%, в передньому латеральному гіпоталамусі – 32% нейронів, в передньому дорсальному – 17%.